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OpenBox:软件界说时间 敏感网络系统 全家桶
宣布时间 :2021-05-19
     软件界说时间 敏感网络系统 是在软件界说网络框架下融入了时间 敏感网络手艺 的综合性网络系统 。该系统 既具有 软件界说网络的组网无邪 性、协议有关 转发的高顺应 性、转发控制疏散的高效性与可控性,同时又有低延时、低发抖的时间 敏感特征 。该系统 经过 软件流表与行列照射 的无邪 界说,极大放宽了全网流妄想 调治的难度,增强 了TSN网络的适用规模和行业兼容才干 。
     时间 敏感是买卖 的属性,故在买卖 流交互历程中分组所履历 的一切 处置赏罚 环节都要知足 时间 敏感特征 才干 够真正保险 买卖 的时间 要求。TSN一定是一个完整 的时间 敏感网络系统 。
     湖南新实是OpenTSN项目的忠实支持者、孝敬 者与推进 者,OpenTSN 1.0开源版本(github与gitee均有下载)遭到 严惩 TSN研讨 者的热捧。在该版本基础 上,湖南五月天app官网无限观看与沈阳自动化所勾搭 运用 行业特征 要求做了少量 的修正 与刷新 ,配合研发了一套较为完整 的软件界说时间 敏感网络系统 。
     软件界说时间 敏感网络系统 主要 征求 :端节点、交流机和控制器。其中端节点可分为实时端节点和深刻 节点。时间 敏感流途径 上一切 交流机都支持TSN规范 要求。控制器运用 SDN控制器Floodlight,布置 在深刻 电脑上。端节点和交流机都运用 OpenBox-S4装备 ,该装备 焦点芯片是Zynq-7020,由双核CPU+FGPA异构组成,接纳FAST架构搭建网络IO系统 。经过 软件无邪 设置 可运转 为端节点或交流机。

基于FAST架构的OpenBox-S4平台
      该系统 的TSN成效 一切 由FPGA逻辑完成 ,征求 时钟同步和Qbv调治。其中PTP分组同步数据凭证 硬件流表控制转发,确保同步分组双向途径 对称。一切 分组数据均可在分别 节点凭证 硬件流表照射 分别 优先级行列和输入 端口,既可有用 降低妄想 抵触 ,又能利便 途径 妄想 。一切 分组数据均凭证 硬件照应 流表转发,既可由软件静态 设置 ,也可从外地 存储空间加载妄想 设置 好的一切 流表。全FPGA完成 成效 与静态流表加载很是适宜 在车载等相对 牢靠 的情形 运用 ,搭建CPU后则适宜 大规模网络情形 和静态 转变 的网络情形 下运用 。不只 顺应 BE流的静态 转变 ,TSN流也可以 经过 流表方式静态 妄想 和设置 。
      1.端节点
     实时节点:实时节点CPU运转 硬实时职掌 系统 ,征求 PL侧的实时驱动、实时网络协议栈和实时运用 ,如rtping和rtudp等。FPGA加载支持TSN成效 的硬件逻辑,支持与网络中时间 主节点同步,支持流表照射 和妄想 调治设置。
     深刻 节点:深刻 节点运转 深刻 职掌 系统 ,征求 PL侧深刻 驱动,运用 系统 尺度协议栈成效 ,支持尺度的SOCKET运用 ,如ping和iperf等。FPGA逻辑加载FAST尺度5级流水线成效 逻辑。
     2.交流机
     交流机运转 深刻 职掌 系统 ,征求 PL侧深刻 驱动,运用 系统 尺度协议栈成效 ,支持尺度的SOCKET运用 。安设 运转 OVS虚拟交流机,移植开发OVS流表硬件卸载成效 、南向OpenFlow协议扩展支持成效 ,主要 征求 对TSN相关参数的设置 ,如硬件流表设置 、门控列表等。
     3.控制器
      安设 运转 于深刻 电脑上,需求 移植开发对TSN相关属性设置 的北向APP、北向REST API、控制器支持 模块、OpenFlow协议扩展模块等。如TSN同步使能、调治使能、TSN门控列表设置 、协议有关 流表设置 等。
     4.系统 演示情形
     演示系统 征求 1个时钟主节点(交流)、8个时钟从节点(交流)、2个时钟从节点(实时端)、1个数据搜罗 监控节点和2个BE流深刻 节点。交流网络毗邻 为田字格,端节点数据流可经过 软件界说流表的方式做分别 的途径 切换。

软件界说时间 敏感网络演示系统
1.SDN控制器拓扑
2.SDN流表(端口输入 与TSN行列照射 )
3.接口形状 与计数
4.实时门控与BUFF统计
5.实时同步形状
6.拓扑重组网
8.Qbv门控调治设置 (无邪 )
9.实时端系统 实时ping
10.修正 调治门控
11.新门控实时ping对比
12.途径 重妄想 后实时ping对比 (白色 A途径 ,黄色B途径 )
13.实时UDP通讯 实验

实时UDP效劳 端(吸收 并前往 )

实时UDP发送、吸收 统计客户端
14.协议有关 转发(OT节点不移植协议)

自在 构包

设置 流表

吸收 抓包
     软件界说时间 敏感网络系统 是一个综合性网络系统 ,买卖 数据流经的每个层级和环节(运用 、协议栈、驱动、系统 调治、网卡、交流机等)都要求具有 实时性,缺一不成 。在分别 的运用 场景下或流特征 要求分别 的情形 下,系统 的处置 方案不完全相反 。好比端系统 纷歧定要接纳带系统 的情形 ,可以裸CPU运转 ,也可使 用PLC或纯FPGA逻辑等方式。详细 要看买卖 的运转 情形 和时间 敏感需求,完全可以凭证 用户要求完成 种种定制需求。
      上述验证场景只是提供一了整套能够 的运用 要领,中央 许多细节也其实不 完善,时间 精度的控制及全网妄想 调治也还需求 进一步刷新 和优化。
      接待各人多多交流相反 ,多提名贵见识 ,配合促进TSN网络手艺 的普及生长。

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